Każda osoba, która obserwuje zachodzące obecnie zjawiska związane w taki czy inny sposób z globalnymi zmianami klimatycznymi na planecie, ale zastanawia się, po pierwsze, nad przyczynami wzrostu liczby i siły klęsk żywiołowych, a po drugie, nad możliwością ich wystąpienia długoterminowe prognozowanie klęsk żywiołowych w celu pomocy społeczeństwu. Przecież dzisiaj pojawia się coraz więcej informacji o wejściu ludzkości w erę globalnych klęsk żywiołowych. Czy jest możliwe, jeśli nie całkowite zapobieganie, to przynajmniej minimalizowanie skutków globalnych zmian klimatycznych na planecie? Poszukiwania doprowadziły do ​​bardzo imponujących i pozytywnie zachęcających informacji – raportu społeczności naukowców ALLATRA SCIENCE: „”. Raport zawiera unikalne informacje dla każdej osoby, ponieważ jest to klucz do rozwiązania problemów klimatycznych o dowolnej złożoności. Pokazuje także realne wyjście z obecnej sytuacji poprzez zjednoczenie wspólnoty światowej na podstawach twórczych, duchowych i moralnych.

Ziemskie pole magnetyczne jest naturalną „tarczą” planety przed promieniowaniem kosmicznym i słonecznym szkodliwym dla wszystkich żywych istot. Tak naprawdę, gdyby Ziemia nie posiadała własnego pola magnetycznego, wówczas życie w znanej nam formie nie byłoby na niej możliwe. Natężenie ziemskiego pola magnetycznego rozkłada się nierównomiernie i wynosi średnio około 50 000 nT (0,5 Oe) na powierzchni i waha się od 20 000 nT do 60 000 nT.

Ryż. 1. „Migawka” głównego pola magnetycznego na powierzchni Ziemi w czerwcu 2014 r. na podstawie danych z Rój satelitów . Obszary silnego pola magnetycznego zaznaczono na czerwono, a obszary osłabionego na niebiesko.

Jednak obserwacje na to wskazują Pole magnetyczne Ziemi stopniowo słabnie, podczas gdy bieguny geomagnetyczne przesuwają się. Jak stwierdzono we wspomnianym raporcie, na procesy te wpływają przede wszystkim pewne czynniki kosmiczne, choć tradycyjna nauka jeszcze o nich nie wie i nie bierze ich pod uwagę, próbując znaleźć odpowiedzi w trzewiach Ziemi bez skutku.

Dane przesyłane przez satelity Swarm wystrzelone przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) ), potwierdzają ogólną tendencję do osłabienia pola magnetycznego, oraz obserwuje się największy poziom spadku na półkuli zachodniej naszej planety .

Ryż. 2. Zmiana natężenia pola magnetycznego Ziemi w pewnym okresieWedług Swarma od stycznia 2014 r. do czerwca 2014 r. Na rysunku kolor liliowy odpowiada wzrostowi, a ciemnoniebieski odpowiada spadkowi napięcia w zakresie ±100 nT.

Analizując skutki wielu klęsk żywiołowych, naukowcy odkryli, że przed wystąpieniem aktywności sejsmicznej pojawiają się anomalie w polu magnetycznym Ziemi. W szczególności trzęsienie ziemi, które miało miejsce 11 marca 2011 roku w Japonii, zostało poprzedzone aktywacją płyty litosferycznej Pacyfiku w strefach subdukcji. Zdarzenie to stało się swego rodzaju wskaźnikiem nowej fazy aktywności sejsmicznej związanej z przyspieszeniem ruchu tej płyty litosferycznej. Przemieszczenie biegunów geomagnetycznych znajdujących się we wschodniej Syberii i na Oceanie Spokojnym, na skutek czynników kosmicznych, doprowadziło do zmian na dużą skalę w świeckich wahaniach magnetycznych na terytorium archipelagu japońskiego. Efektem tych zjawisk była seria potężnych trzęsień ziemi o sile 9,0.

Oficjalnie uważa się, że w ciągu ostatnich 100 lat ziemskie pole magnetyczne osłabło o około 5%. W rejonie tzw. Anomalii Południowoatlantyckiej u wybrzeży Brazylii osłabienie było jeszcze bardziej znaczące. Warto jednak zaznaczyć, że wcześniej, podobnie jak obecnie, pomiary naziemne prowadzono punktowo i na lądzie, co nie jest już w stanie oddać pełnego obrazu świeckich zmian pola magnetycznego. Nie są brane pod uwagę dziury w polu magnetycznym Ziemi - osobliwe szczeliny w magnetosferze, przez które przenikają ogromne strumienie promieniowania słonecznego. Z przyczyn nieznanych tradycyjnej nauce liczba tych dziur stale rośnie. Ale o nich porozmawiamy w kolejnych publikacjach.

Wiadomo, że osłabienie pola magnetycznego Ziemi prowadzi do odwrócenia polaryzacji, w wyniku której bieguny północny i południowy zamieniają się miejscami i następuje ich odwrócenie. Badania z zakresu paleomagnetyzmu wykazały, że wcześniej, podczas odwrócenia biegunów, które następowało stopniowo, ziemskie pole magnetyczne utraciło swoją strukturę dipolową. Inwersję pola magnetycznego poprzedziło jego osłabienie, a po nim natężenie pola ponownie wzrosło do poprzednich wartości. W przeszłości te odwrócenia następowały średnio co około 250 000 lat. Ale według naukowców od ostatniego minęło około 780 000 lat. Jednak oficjalna nauka nie jest jeszcze w stanie wyjaśnić tak długiego okresu stabilności. Ponadto poprawność interpretacji danych paleomagnetycznych jest okresowo krytykowana w kręgach naukowych. Tak czy inaczej, szybkie osłabienie pola magnetycznego w dzisiejszych czasach jest oznaką początku procesów globalnych zarówno w przestrzeni kosmicznej, jak i we wnętrzu Ziemi. Dlatego kataklizmy zachodzące na planecie są spowodowane w większym stopniu czynnikami naturalnymi niż wpływem antropogenicznym.

Tradycyjna nauka wciąż ma trudności ze znalezieniem odpowiedzi na pytanie: co dzieje się z polem magnetycznym w momencie inwersji? Czy zanika całkowicie, czy też osłabnie do pewnych wartości krytycznych? Istnieje wiele teorii i założeń na ten temat, jednak żadna z nich nie wydaje się wiarygodna. Jedną z prób symulacji pola magnetycznego w momencie jego odwrócenia pokazano na rys. 3:

Ryż. 3. Modelowe przedstawienie głównego pola magnetycznego Ziemi w jego obecnym stanie (po lewej) oraz w procesie zmiany biegunowości (po prawej). Z czasem pole magnetyczne Ziemi może zmienić się z dipolowego w multipolowe, po czym ponownie utworzy się stabilna struktura dipolowa. Kierunek pola zmieni się jednak na odwrotny: północny biegun geomagnetyczny znajdzie się w miejscu południa, a południe przesunie się na półkulę północną.

Już sam fakt występowania znacznych anomalii magnetycznych w momencie odwrócenia biegunowości może prowadzić do globalnych zjawisk tektonicznych na Ziemi, a także stanowić poważne zagrożenie dla całego życia na planecie ze względu na rosnący poziom promieniowania słonecznego.

Rozwój metod obserwacji pola magnetycznego Ziemi, a także pole septonowe Ziemi jest zaręczony . Dane te pozwalają na szybką reakcję na ich wahania i podjęcie działań zaradczych mających na celu wyeliminowanie lub zminimalizowanie klęsk żywiołowych. Wczesna identyfikacja źródeł przyszłych katastrof (trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, tornada, huragany) pozwala uruchomić mechanizmy adaptacyjne, dzięki którym w znaczący sposób zmniejsza się intensywność aktywności sejsmicznej i wulkanicznej, a jest czas, aby ostrzec ludność zamieszkującą tereny niebezpieczny obszar. Ten obszar zaawansowanych badań naukowych nazywa się geoinżynieria klimatyczna i obejmuje opracowanie jej nowego kierunku i metod, całkowicie bezpiecznych dla integralności ekosystemu i życia ludzkiego, w oparciu o zasadniczo nowe rozumienie fizyki ‒ PIERWOTNA FIZYKA ALLATRY. Do chwili obecnej podjęto szereg udanych kroków w tym kierunku, które uzyskały solidne podstawy naukowe i praktyczne potwierdzenie. Początkowy etap praktycznego rozwoju tego obszaru przynosi już stabilne rezultaty... .

W okresie rosnącego zagrożenia globalnymi zjawiskami klimatycznymi istotne jest, aby ludzkość zjednoczyła się na twórczych podstawach duchowych i moralnych oraz stale poszerzała wiedzę FIZYKA PIERWOTNA ALLATRA, rozwijać obiecujące kierunki naukowe wymienione w raporcie. DUCHOWOŚĆ I NAUKA ALLATRY– to właśnie solidny fundament, który pozwoli ludzkości przetrwać w dobie globalnych zmian klimatycznych i stworzyć w nowych warunkach nowy typ społeczeństwa, o którym ludzkość od dawna marzyła. Początkowa wiedza przekazywana była w raportach społeczności ALLATRA SCIENCE, a teraz od każdego zależy bardzo wiele, aby została ona wykorzystana wyłącznie w dobrym celu!

Witalij Afanasjew

Literatura:

Raport „O problemach i konsekwencjach globalnych zmian klimatycznych na Ziemi. Skuteczne sposoby rozwiązania tych problemów” międzynarodowej grupy naukowców Międzynarodowego Ruchu Społecznego „ALLATRA”, 26 listopada 2014 r.;

Związek pomiędzy polami elektrycznymi i magnetycznymi obserwowany jest już od bardzo dawna. Związek ten odkrył w XIX wieku angielski fizyk Faradaya i nadał mu nazwę. Pojawia się w momencie, gdy strumień magnetyczny przenika przez powierzchnię obwodu zamkniętego. Po zmianie strumienia magnetycznego na pewien czas w tym obwodzie pojawia się prąd elektryczny.

Zależność między indukcją elektromagnetyczną a strumieniem magnetycznym

Istotę strumienia magnetycznego odzwierciedla dobrze znany wzór: Ф = BS cos α. W nim F jest strumieniem magnetycznym, S jest powierzchnią konturu (powierzchnią), B jest wektorem indukcji magnetycznej. Kąt α powstaje w wyniku kierunku wektora indukcji magnetycznej i normalnej do powierzchni obwodu. Wynika z tego, że strumień magnetyczny osiągnie próg maksymalny przy cos α = 1, a próg minimalny przy cos α = 0.

W drugim wariancie wektor B będzie prostopadły do ​​normalnej. Okazuje się, że linie przepływu nie przecinają konturu, a jedynie przesuwają się wzdłuż jego płaszczyzny. W konsekwencji o charakterystykach będą decydowały linie wektora B przecinające powierzchnię konturu. Do obliczeń używa się webera jako jednostki miary: 1 wb = 1v x 1s (woltosekunda). Inną, mniejszą jednostką miary jest maxwell (μs). Jest to: 1 vb = 108 μs, czyli 1 μs = 10-8 vb.

Do badań Faradaya wykorzystano dwie spirale z drutu, odizolowane od siebie i umieszczone na drewnianym zwoju. Jeden z nich był podłączony do źródła energii, a drugi do galwanometru przeznaczonego do rejestracji małych prądów. W chwili, gdy obwód pierwotnej spirali zamykał się i otwierał, w drugim obwodzie strzałka urządzenia pomiarowego odchylała się.

Prowadzenie badań nad zjawiskiem indukcji

W pierwszej serii eksperymentów Michael Faraday włożył namagnesowany metalowy pręt do cewki podłączonej do prądu, a następnie go wyjął (ryc. 1, 2).

1 2

Kiedy magnes zostanie umieszczony w cewce podłączonej do przyrządu pomiarowego, w obwodzie zaczyna płynąć prąd indukowany. Jeśli pręt magnetyczny zostanie usunięty z cewki, indukowany prąd nadal będzie się pojawiał, ale jego kierunek stanie się odwrotny. W konsekwencji parametry prądu indukcyjnego będą się zmieniać w kierunku ruchu pręta oraz w zależności od bieguna, z którym zostanie on umieszczony w cewce. Na siłę prądu wpływa prędkość ruchu magnesu.

Druga seria doświadczeń potwierdza zjawisko, w którym zmieniający się prąd w jednej cewce powoduje powstanie prądu indukowanego w drugiej cewce (rys. 3, 4, 5). Dzieje się tak, gdy obwód jest zamykany i otwierany. Kierunek prądu będzie zależał od tego, czy obwód elektryczny zostanie zamknięty, czy otwarty. Ponadto działania te to nic innego jak sposoby zmiany strumienia magnetycznego. Gdy obwód zostanie zamknięty, wzrośnie, a gdy się otworzy, zmniejszy się, przenikając jednocześnie przez pierwszą cewkę.

3 4

5

W wyniku eksperymentów stwierdzono, że występowanie prądu elektrycznego wewnątrz zamkniętego obwodu przewodzącego jest możliwe tylko wtedy, gdy zostaną one umieszczone w zmiennym polu magnetycznym. W takim przypadku przepływ może zmieniać się w czasie w dowolny sposób.

Prąd elektryczny powstający pod wpływem indukcji elektromagnetycznej nazywany jest indukcją, chociaż nie będzie to prąd w ogólnie przyjętym znaczeniu. Kiedy obwód zamknięty zostanie umieszczony w polu magnetycznym, generowany jest emf o dokładnej wartości, a nie prąd zależny od różnych rezystancji.

Zjawisko to nazywane jest SEM indukowanym, co odzwierciedla wzór: Eind = - ∆Ф/∆t. Jego wartość pokrywa się z szybkością zmian strumienia magnetycznego przenikającego przez powierzchnię zamkniętej pętli, przyjmowaną z wartością ujemną. Minus obecny w tym wyrażeniu jest odzwierciedleniem reguły Lenza.

Reguła Lenza dotycząca strumienia magnetycznego

Znana zasada została wyprowadzona po szeregu badań przeprowadzonych w latach 30. XIX wieku. Jest sformułowany w następujący sposób:

Kierunek prądu indukcyjnego wzbudzanego w pętli zamkniętej przez zmienny strumień magnetyczny wpływa na wytwarzane przez niego pole magnetyczne w ten sposób, że tworzy przeszkodę dla strumienia magnetycznego, powodując pojawienie się prądu indukcyjnego.

Kiedy strumień magnetyczny wzrasta, to znaczy staje się Ф > 0, a indukowany emf maleje i staje się Eind< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.

Jeśli przepływ maleje, następuje proces odwrotny, gdy F< 0 и Еинд >0, czyli działanie pola magnetycznego prądu indukcyjnego, następuje wzrost strumienia magnetycznego przechodzącego przez obwód.

Fizyczne znaczenie reguły Lenza polega na odzwierciedleniu prawa zachowania energii, gdy jedna wielkość maleje, druga wzrasta i odwrotnie, gdy jedna wielkość wzrasta, druga maleje. Różne czynniki wpływają również na indukowany emf. Gdy do cewki włożymy naprzemiennie mocny i słaby magnes, urządzenie w pierwszym przypadku będzie odpowiednio wskazywało wyższą wartość, a w drugim mniejszą. To samo dzieje się, gdy zmienia się prędkość magnesu.

Na przedstawionym rysunku przedstawiono sposób wyznaczania kierunku prądu indukcyjnego za pomocą reguły Lenza. Kolor niebieski odpowiada liniom pola magnetycznego indukowanego prądu i magnesu trwałego. Znajdują się one w kierunku biegunów z północy na południe, które znajdują się w każdym magnesie.

Zmieniający się strumień magnetyczny powoduje pojawienie się indukcyjnego prądu elektrycznego, którego kierunek powoduje opór jego pola magnetycznego, zapobiegając zmianom strumienia magnetycznego. Pod tym względem linie siły pola magnetycznego cewki są skierowane w kierunku przeciwnym do linii siły magnesu trwałego, ponieważ jego ruch następuje w kierunku tej cewki.

Aby określić kierunek prądu, użyj go z gwintem prawoskrętnym. Należy go przykręcić w taki sposób, aby kierunek jego ruchu postępowego pokrywał się z kierunkiem linii indukcyjnych cewki. W takim przypadku kierunki prądu indukcyjnego i obrót uchwytu świdra będą się pokrywać.

Modelowanie komputerowe pozwala nam wyobrazić sobie, jak zmienia się pole magnetyczne Ziemi, gdy zmienia się polaryzacja. Zanim południowy biegun magnetyczny przesunie się na północ, a północny biegun magnetyczny na południe, obydwa bieguny na jakiś czas znikną lub, co to samo, będzie ich wiele. Autorzy: Gary Glatzmaier, Paul Roberts

Naturą ludzką jest oczekiwanie katastrof. Począwszy przynajmniej od czasów biblijnych nasi przodkowie czekali na coś złego: koniec świata, Sąd Ostateczny, Drugie Przyjście. Czekali i bali się. Nasi współcześni nadal czekają i boją się. Tylko współczesny świat oferuje o wiele więcej możliwości. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie biologii Francis Crick w swojej książce „Życie na Ziemi, jego pochodzenie i istota” przytacza cztery główne powody, dla których ludzkość może nie dożyć końca XXI wieku: globalny konflikt zbrojny z użyciem broni masowego rażenia, śmiertelne zanieczyszczenie środowiska, wyczerpanie niezbędnych zasobów naturalnych, katastrofa kosmiczna. Te cztery klasy przyczyn ułożone są w kolejności malejącej według ich prawdopodobieństwa. Każdy z nich można uszczegółowić i uzupełnić w zależności od siły wyobraźni. W X wieku ludzie obawiali się początku nowego tysiąclecia, pod koniec XVI wieku za zwiastun końca świata uznawano wybuch supernowej na niebie, na przełomie XIX i XX w. W XX wieku modny był strach przed zbliżaniem się komet do Ziemi. Wśród nowych horrorów pojawia się niebezpieczeństwo „odwrócenia polaryzacji”, o którym mówi się od kilku lat.

O tym właśnie mówimy. Pole magnetyczne naszej planety ma dość złożony kształt, który zwykle przedstawia się w postaci tak zwanej ekspansji wielobiegunowej, czyli nieskończonej sumy elementów w pewnym sensie elementarnych. Pierwszy wyraz tej sumy nazywa się monopolem, ale dla Ziemi (jak i każdego innego znanego nam ciała kosmicznego) jest on równy zero. Mówiąc najprościej, oznacza to, że każda linia magnetyczna rozpoczynająca się na powierzchni Ziemi kończy się na powierzchni Ziemi. Kolejnym co do wielkości terminem jest dipol. Tworzą go dwa monopole magnetyczne o nieskończenie dużym ładunku, umieszczone nieskończenie blisko siebie, lub pierścieniowy prąd elektryczny o nieskończenie dużej sile i nieskończenie małym promieniu. Dla Ziemi termin ten jest znacznie szerszy niż wszystkie inne, ponieważ, jak się obecnie powszechnie przyjmuje, jej pole magnetyczne powstaje w wyniku ruchów wirowych płynnego jądra Ziemi. Ładunki w nim nie poruszają się bardzo szybko, więc prąd nie jest bardzo duży, ale promień jest bardzo duży. Ale nawet tak duży promień jest mały w porównaniu z promieniem Ziemi.

Nie oznacza to, że moment dipolowy jest koniecznie największym składnikiem tej sumy. W pewnych okolicznościach zanika całkowicie. Stało się to na przykład na Słońcu pięć lat temu. Przez prawie cały rok, od marca 2000 do lutego 2001, na Słońcu nie było ani północnego, ani południowego bieguna magnetycznego, lub jeśli formalnie uznamy, że biegun magnetyczny to miejsce, w którym linia pola magnetycznego przecina powierzchnię gwiazdy lub planety równoległej do jej promienia, wówczas były ich co najmniej dwie na raz. W tym przypadku pole magnetyczne zachowuje się niezwykle niespokojnie i średnio znacznie słabnie. Gdyby coś podobnego wydarzyło się na Ziemi, mielibyśmy spore kłopoty: długotrwałej i niezwykle silnej burzy magnetycznej towarzyszyłoby średnio osłabienie pola magnetycznego. Magnetosfera gorzej radziłaby sobie ze swoją najważniejszą funkcją dla biosfery – ochroną przed przepływem naładowanych cząstek z kosmosu i ze Słońca.

Ale na Ziemi coś podobnego zdarza się od czasu do czasu. To prawda, znacznie rzadziej niż na Słońcu. Na Słońcu bieguny magnetyczne zmieniają położenie co jedenaście lat. Na Ziemi ostatnia zmiana biegunów magnetycznych miała miejsce 740 000 lat temu. I wiele wskazuje na to, że czas przeżyć to jeszcze raz. W ciągu ostatnich stu pięćdziesięciu lat ziemskie pole magnetyczne zauważalnie słabło. Być może wcześniej ulegał on osłabieniu, lecz obecnie okazuje się, że w okresie od 1590 r. do 1840 r. zmieniał się znacznie wolniej. Świadczą o tym stare dzienniki okrętowe zbadane przez Davida Gubbinsa i jego współpracowników z Uniwersytetu w Leeds (raport z ich badań ukazał się w czasopiśmie Science. 2006. Vol. 312. nr 5775. s. 900-902).

Ich pomysł polegał na przywróceniu wartości momentu dipolowego ziemskiego pola magnetycznego do czasu sprzed 1837 roku. To właśnie w tym roku wielki niemiecki matematyk Carl Gauss odkrył sposób bezpośredniego pomiaru momentu dipolowego. I od tego czasu mierzono go mniej więcej regularnie. Ale wcześniej wyobrażenia ludzi na temat pola magnetycznego były najbardziej niejasne. Okazało się, że jest wyjście. Starzy żeglarze przywiązywali dużą wagę do odczytów kompasu. Po pierwsze, już w późnym średniowieczu wiedziano, że kompas prawie nigdy nie wskazuje dokładnie północy. Legendarny włoski lekarz, poeta i astronom Girolamo Fracastoro (1478–1553) zaproponował nawet najstarsze wyjaśnienie teoretyczne, jakie do nas dotarło: igłę kompasu magnetycznego przyciągają ogromne żelazne góry na północy Oceanu Atlantyckiego. Dlatego nigdy nie patrzy dokładnie na północ. Od tego czasu żeglarze dokładnie rejestrują, jak odczyt kompasu różni się od prawdziwego kierunku północy. Problem jednak w tym, że rzadko udawało im się to zrobić z wymaganą dokładnością i często popełniali błędy.

Ale pod koniec XVII wieku żeglarze odkryli nową niespodziankę: igła magnetyczna nie tylko „patrzy” poza biegun, ale też nie jest równoległa do powierzchni Ziemi. Na północnym biegunie magnetycznym igła kompasu zwykle stoi pionowo (oczywiście jeśli zostawisz ją samą sobie). Słusznie wówczas wierzono, że znajomość tego „nachylenia” (jak się go potocznie nazywa) pozwala na określenie kierunku na północ za pomocą wskazań kompasu. Pozwoliło to Davidowi Gubbinsowi wyjaśnić różnicę między kierunkiem północnym a wskazaniem kompasu. Jednak mimo wszystko wszystkie zebrane dane nie wystarczyły do ​​odtworzenia pełnego obrazu zmian momentu dipolowego przed 1840 rokiem. Wystarczyły one jednak do wyciągnięcia zasadniczego wniosku: pole magnetyczne naszej planety słabnie w coraz większym tempie. W tym czasie mogła doświadczyć kilku gwałtownych wzrostów.

Obecnie, czyli na przestrzeni ostatnich stu pięćdziesięciu lat, moment dipolowy ziemskiego pola magnetycznego zmniejsza się o około 0,5% co 10 lat. Nietrudno obliczyć, że ten składnik pola zniknie za dwa tysiące lat. Być może właśnie w tym momencie rozpoczyna się kolejna zmiana biegunów. Nowe ustalenia Gubbinsa sugerują, że należy ponownie rozważyć tę ocenę. Moment dipolowy osiągnie zero około dwa razy szybciej.

Badania zmian pola magnetycznego przeprowadzono na Uniwersytecie Kalifornijskim, odtwarzając dane o sile pola magnetycznego z orientacji cząstek magnetycznych w skale i fragmentach ceramiki. Geofizyk Gary Glatzmaier wykorzystuje te dane do modelowania procesów zachodzących głęboko pod powierzchnią Ziemi, które wytwarzają pole magnetyczne. Uważa, że ​​nowe badania przeprowadzone w Anglii potwierdzają jego podstawową tezę, że pole magnetyczne zmienia się nierównomiernie, co może zwiększać się, zmniejszać lub pozostawać niezmienione przez czas nieokreślony. Jest prawdopodobne, że założenie o liniowej zmianie momentu dipolowego między 1590 a 1840 rokiem jest zbyt przybliżone. Przecież zbieżność gwałtownej zmiany szybkości osłabienia momentu dipolowego pola magnetycznego i odkrycia Gaussa wygląda nieco podejrzanie. Z równym powodzeniem można założyć, że w latach 1590–1840 pole słabło przeważnie z mniej więcej taką samą szybkością, ale w niektórych stosunkowo krótkich okresach czasu nie słabło, a wręcz gwałtownie rosło. Z tego powodu średnia prędkość była dwukrotnie niższa. Jest całkiem możliwe, że w ciągu 740 tysięcy lat, które minęły od ostatniego „odwrócenia biegunowości”, Ziemia wielokrotnie rozpoczynała ten proces od nowa, ale potem powróciła do swojego pierwotnego stanu.

Pole magnetyczne- jest to ośrodek materialny, przez który zachodzi interakcja między przewodnikami z prądem lub poruszającymi się ładunkami.

Właściwości pola magnetycznego:

Charakterystyka pola magnetycznego:

Do badania pola magnetycznego stosuje się obwód testowy z prądem. Jest niewielki, a prąd w nim jest znacznie mniejszy niż prąd w przewodniku wytwarzającym pole magnetyczne. Po przeciwnych stronach obwodu przewodzącego prąd działają siły pola magnetycznego o jednakowej wielkości, ale skierowane w przeciwnych kierunkach, ponieważ kierunek siły zależy od kierunku prądu. Punkty przyłożenia tych sił nie leżą na tej samej linii prostej. Takie siły nazywane są parę sił. W wyniku działania pary sił obwód nie może poruszać się translacyjnie, obraca się wokół własnej osi. Charakteryzuje się działaniem obrotowym moment obrotowy.

, Gdzie l–wykorzystać parę sił(odległość pomiędzy punktami przyłożenia sił).

Wraz ze wzrostem prądu w obwodzie testowym lub obszarze obwodu moment obrotowy pary sił wzrośnie proporcjonalnie. Stosunek maksymalnego momentu siły działającej na obwód z prądem do wielkości prądu w obwodzie i powierzchni obwodu jest wartością stałą dla danego punktu pola. To jest nazwane Indukcja magnetyczna.

, Gdzie
-Moment magnetyczny obwód z prądem.

Jednostka Indukcja magnetyczna - Tesla [T].

Moment magnetyczny obwodu– wielkość wektora, którego kierunek zależy od kierunku prądu w obwodzie i jest określony przez reguła prawej śruby: zaciśnij prawą rękę w pięść, skieruj cztery palce w kierunku prądu w obwodzie, wtedy kciuk wskaże kierunek wektora momentu magnetycznego. Wektor momentu magnetycznego jest zawsze prostopadły do ​​płaszczyzny konturu.

Za kierunek wektora indukcji magnetycznej przyjąć kierunek wektora momentu magnetycznego obwodu, zorientowanego w polu magnetycznym.

Linia indukcji magnetycznej– prosta, której styczna w każdym punkcie pokrywa się z kierunkiem wektora indukcji magnetycznej. Linie indukcji magnetycznej są zawsze zamknięte i nigdy się nie przecinają. Linie indukcji magnetycznej przewodnika prostego z prądem mają postać okręgów położonych w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika. Kierunek linii indukcji magnetycznej określa reguła śruby prawoskrętnej. Linie indukcji magnetycznej prądu kołowego(zwoje z prądem) również mają postać okręgów. Każdy element cewki ma długość
można sobie wyobrazić jako prosty przewodnik, który wytwarza własne pole magnetyczne. W przypadku pól magnetycznych obowiązuje zasada superpozycji (niezależnego dodawania). Całkowity wektor indukcji magnetycznej prądu kołowego wyznacza się w wyniku dodania tych pól w środku zwoju zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej.

Jeśli wielkość i kierunek wektora indukcji magnetycznej są takie same w każdym punkcie przestrzeni, wówczas nazywa się pole magnetyczne jednorodny. Jeśli wielkość i kierunek wektora indukcji magnetycznej w każdym punkcie nie zmieniają się w czasie, wówczas takie pole nazywa się stały.

Ogrom Indukcja magnetyczna w dowolnym punkcie pola jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu w przewodniku tworzącym pole, odwrotnie proporcjonalna do odległości przewodnika od danego punktu pola, zależy od właściwości ośrodka i kształtu przewodnika tworzącego pole.

, Gdzie
WŁ. 2 ; Gn/m – stała magnetyczna próżni,

-względna przenikalność magnetyczna ośrodka,

-bezwzględna przenikalność magnetyczna ośrodka.

W zależności od wartości przenikalności magnetycznej wszystkie substancje dzielą się na trzy klasy:

Wraz ze wzrostem bezwzględnej przepuszczalności ośrodka wzrasta również indukcja magnetyczna w danym punkcie pola. Stosunek indukcji magnetycznej do bezwzględnej przenikalności magnetycznej ośrodka jest wartością stałą dla danego punktu poli, e nazywa się napięcie.

.

Wektory napięcia i indukcji magnetycznej pokrywają się w kierunku. Natężenie pola magnetycznego nie zależy od właściwości ośrodka.

Moc amperowa– siła, z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik z prądem.

Gdzie l– długość przewodu, - kąt między wektorem indukcji magnetycznej a kierunkiem prądu.

Kierunek siły Ampera jest określony przez reguła lewej ręki: lewa ręka jest ustawiona tak, aby składowa wektora indukcji magnetycznej, prostopadła do przewodnika, wchodziła do dłoni, cztery wyciągnięte palce są skierowane wzdłuż prądu, następnie kciuk zgięty o 90 0 wskaże kierunek siły Ampera.

Skutkiem działania siły Ampera jest ruch przewodnika w danym kierunku.

mi Jeśli = 90 0 , wtedy F=max, jeśli = 0 0 , wtedy F = 0.

Siła Lorentza– siła pola magnetycznego działającego na poruszający się ładunek.

, gdzie q to ładunek, v to prędkość jego ruchu, - kąt między wektorami napięcia i prędkości.

Siła Lorentza jest zawsze prostopadła do wektorów indukcji magnetycznej i prędkości. Kierunek jest wyznaczany przez reguła lewej ręki(palce podążają za ruchem ładunku dodatniego). Jeżeli kierunek prędkości cząstki jest prostopadły do ​​linii indukcji magnetycznej jednolitego pola magnetycznego, wówczas cząstka porusza się po okręgu, nie zmieniając swojej energii kinetycznej.

Ponieważ kierunek siły Lorentza zależy od znaku ładunku, służy ona do rozdzielania ładunków.

Strumień magnetyczny– wartość równa liczbie linii indukcji magnetycznej przechodzących przez dowolny obszar położony prostopadle do linii indukcji magnetycznej.

, Gdzie - kąt między indukcją magnetyczną a normalną (prostopadłą) do powierzchni S.

Jednostka– Weber [Wb].

Metody pomiaru strumienia magnetycznego:

Zmiana orientacji miejsca w polu magnetycznym (zmiana kąta)

Zmiana pola obwodu umieszczonego w polu magnetycznym

Zmiana natężenia prądu wytwarzająca pole magnetyczne

Zmiana odległości obwodu od źródła pola magnetycznego

Zmiany właściwości magnetycznych ośrodka.

F Araday zarejestrował prąd elektryczny w obwodzie, który nie zawierał źródła, ale znajdował się obok innego obwodu zawierającego źródło. Ponadto prąd w pierwszym obwodzie powstał w następujących przypadkach: przy dowolnej zmianie prądu w obwodzie A, przy względnym ruchu obwodów, po wprowadzeniu żelaznego pręta do obwodu A, przy ruchu magnesu trwałego względem siebie do obwodu B. Ukierunkowany ruch ładunków swobodnych (prądu) zachodzi tylko w polu elektrycznym. Oznacza to, że zmienne pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne, które wprawia w ruch swobodne ładunki przewodnika. To pole elektryczne nazywa się wywołany Lub wir.

Różnice pomiędzy wirowym polem elektrycznym a elektrostatycznym:

Źródłem pola wirowego jest zmienne pole magnetyczne.

Linie natężenia pola wirowego są zamknięte.

Praca wykonana przez to pole podczas przemieszczania ładunku w obwodzie zamkniętym nie jest równa zeru.

Cechą energetyczną pola wirowego nie jest potencjał, ale indukowany emf– wartość równa pracy sił zewnętrznych (sił pochodzenia nieelektrostatycznego), które powodują przemieszczanie się jednostki ładunku po obwodzie zamkniętym.

.Mierzone w woltach[W].

Wirowe pole elektryczne pojawia się przy każdej zmianie pola magnetycznego, niezależnie od tego, czy istnieje przewodzący obwód zamknięty, czy nie. Obwód pozwala jedynie na wykrycie wirowego pola elektrycznego.

Indukcja elektromagnetyczna- jest to występowanie indukowanego emf w obwodzie zamkniętym przy dowolnej zmianie strumienia magnetycznego przez jego powierzchnię.

Indukowany emf w obwodzie zamkniętym generuje prąd indukowany.

.

Kierunek prądu indukcyjnego zdeterminowany przez Reguła Lenza: indukowany prąd ma taki kierunek, że wytworzone przez niego pole magnetyczne przeciwdziała wszelkim zmianom strumienia magnetycznego, który wygenerował ten prąd.

Prawo Faradaya dotyczące indukcji elektromagnetycznej: Indukowany emf w zamkniętej pętli jest wprost proporcjonalny do szybkości zmian strumienia magnetycznego przez powierzchnię ograniczoną pętlą.

T ok fuko– wirowe prądy indukcyjne powstające w dużych przewodnikach umieszczonych w zmiennym polu magnetycznym. Opór takiego przewodnika jest niski, ponieważ ma duży przekrój poprzeczny S, więc prądy Foucaulta mogą mieć dużą wartość, w wyniku czego przewodnik się nagrzewa.

Samoindukcja- jest to występowanie indukowanego emf w przewodniku, gdy zmienia się w nim natężenie prądu.

Przewodnik, w którym płynie prąd, wytwarza pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna zależy od natężenia prądu, dlatego też wewnętrzny strumień magnetyczny zależy również od natężenia prądu.

, gdzie L jest współczynnikiem proporcjonalności, indukcyjność.

Jednostka indukcyjność – Henry [H].

Indukcyjność przewodnika zależy od jego wielkości, kształtu i przenikalności magnetycznej ośrodka.

Indukcyjność rośnie wraz ze wzrostem długości przewodnika, indukcyjność zwoju jest większa niż indukcyjność prostego przewodnika o tej samej długości, indukcyjność cewki (przewodu o dużej liczbie zwojów) jest większa niż indukcyjność jednego zwoju , indukcyjność cewki wzrasta, jeśli wsunie się w nią żelazny pręt.

Prawo Faradaya dotyczące samoindukcji:
.

Samoindukowane emf jest wprost proporcjonalna do szybkości zmian prądu.

Samoindukowane emf generuje prąd samoindukcyjny, który zawsze zapobiega zmianie prądu w obwodzie, to znaczy, jeśli prąd wzrasta, prąd samoindukcyjny jest kierowany w przeciwnym kierunku; gdy prąd w obwodzie maleje, samoczynnie prąd indukcyjny jest skierowany w tym samym kierunku. Im większa indukcyjność cewki, tym większy występuje w niej samoindukcyjny emf.

Energia pola magnetycznego jest równa pracy, którą prąd wykonuje, aby pokonać samoindukowany emf w czasie, gdy prąd wzrasta od zera do wartości maksymalnej.

.

Wibracje elektromagnetyczne– są to okresowe zmiany ładunku, natężenia prądu i wszelkich charakterystyk pól elektrycznych i magnetycznych.

Elektryczny układ oscylacyjny(obwód oscylacyjny) składa się z kondensatora i cewki indukcyjnej.

Warunki występowania oscylacji:

Układ należy wyprowadzić z równowagi, w tym celu należy naładować kondensator. Energia pola elektrycznego naładowanego kondensatora:

.

Układ musi powrócić do stanu równowagi. Pod wpływem pola elektrycznego ładunek przenosi się z jednej płytki kondensatora na drugą, to znaczy w obwodzie przepływającym przez cewkę pojawia się prąd elektryczny. Wraz ze wzrostem prądu w cewce indukcyjnej powstaje emf samoindukcji; prąd samoindukcji jest skierowany w przeciwnym kierunku. Kiedy prąd w cewce maleje, prąd samoindukcji jest kierowany w tym samym kierunku. Zatem prąd samoindukcji ma tendencję do przywracania układu do stanu równowagi.

Opór elektryczny obwodu powinien być niski.

Idealny obwód oscylacyjny nie ma oporu. Wibracje w nim nazywane są bezpłatny.

Dla każdego obwodu elektrycznego spełnione jest prawo Ohma, zgodnie z którym siła emf działająca w obwodzie jest równa sumie napięć we wszystkich sekcjach obwodu. W obwodzie oscylacyjnym nie ma źródła prądu, ale w cewce pojawia się samoindukcyjny emf, który jest równy napięciu na kondensatorze.

Wniosek: ładunek kondensatora zmienia się zgodnie z prawem harmonicznym.

Napięcie kondensatora:
.

Siła prądu w obwodzie:
.

Ogrom
- amplituda prądu.

Różnica w stosunku do opłaty
.

Okres swobodnych oscylacji w obwodzie:

Energia pola elektrycznego kondensatora:

Energia pola magnetycznego cewki:

Energie pól elektrycznych i magnetycznych zmieniają się zgodnie z prawem harmonicznym, ale fazy ich oscylacji są różne: gdy energia pola elektrycznego jest maksymalna, energia pola magnetycznego wynosi zero.

Całkowita energia układu oscylacyjnego:
.

W idealny kontur całkowita energia się nie zmienia.

Podczas procesu oscylacji energia pola elektrycznego jest całkowicie przekształcana w energię pola magnetycznego i odwrotnie. Oznacza to, że energia w dowolnym momencie jest równa albo maksymalnej energii pola elektrycznego, albo maksymalnej energii pola magnetycznego.

Rzeczywisty obwód oscylacyjny zawiera opór. Wibracje w nim nazywane są zblakły.

Prawo Ohma będzie miało postać:

Przy założeniu, że tłumienie jest małe (kwadrat częstotliwości drgań własnych jest znacznie większy od kwadratu współczynnika tłumienia), logarytmiczny ubytek tłumienia wynosi:

Przy silnym tłumieniu (kwadrat częstotliwości drgań własnych jest mniejszy niż kwadrat współczynnika drgań):

Równanie to opisuje proces rozładowywania kondensatora do rezystora. W przypadku braku indukcyjności oscylacje nie wystąpią. Zgodnie z tym prawem zmienia się również napięcie na płytkach kondensatora.

Całkowita Energia w rzeczywistym obwodzie maleje, ponieważ ciepło jest uwalniane do rezystancji R podczas przepływu prądu.

Proces przejścia– proces zachodzący w obwodach elektrycznych podczas przejścia z jednego trybu pracy do drugiego. Szacowany czasowo ( ), podczas którego parametr charakteryzujący proces przejścia zmieni się e-krotnie.

Dla obwód z kondensatorem i rezystorem:
.

Teoria pola elektromagnetycznego Maxwella:

1 pozycja:

Każde zmienne pole elektryczne generuje wirowe pole magnetyczne. Zmienne pole elektryczne zostało nazwane przez Maxwella prądem przemieszczenia, ponieważ podobnie jak zwykły prąd wytwarza pole magnetyczne.

Aby wykryć prąd przemieszczenia, należy rozważyć przepływ prądu przez układ, w którym podłączony jest kondensator z dielektrykiem.

Gęstość prądu polaryzacji:
. Gęstość prądu jest skierowana w kierunku zmiany napięcia.

Pierwsze równanie Maxwella:
- wirowe pole magnetyczne generowane jest zarówno przez prądy przewodzenia (poruszające się ładunki elektryczne), jak i prądy przemieszczenia (przemienne pole elektryczne E).

2 pozycja:

Każde zmienne pole magnetyczne generuje wirowe pole elektryczne – podstawowe prawo indukcji elektromagnetycznej.

Drugie równanie Maxwella:
- łączy szybkość zmian strumienia magnetycznego przez dowolną powierzchnię i powstający w tym samym czasie obieg wektora natężenia pola elektrycznego.

Każdy przewodnik przewodzący prąd wytwarza pole magnetyczne w przestrzeni. Jeśli prąd jest stały (nie zmienia się w czasie), to związane z nim pole magnetyczne jest również stałe. Zmieniający się prąd wytwarza zmienne pole magnetyczne. Wewnątrz przewodnika, w którym płynie prąd, występuje pole elektryczne. Dlatego zmieniające się pole elektryczne wytwarza zmienne pole magnetyczne.

Pole magnetyczne jest wirowe, ponieważ linie indukcji magnetycznej są zawsze zamknięte. Wielkość natężenia pola magnetycznego H jest proporcjonalna do szybkości zmian natężenia pola elektrycznego . Kierunek wektora natężenia pola magnetycznego związane ze zmianami natężenia pola elektrycznego zasada prawej śruby: zaciśnij prawą dłoń w pięść, skieruj kciuk w kierunku zmiany natężenia pola elektrycznego, wówczas zgięte 4 palce wskażą kierunek linii natężenia pola magnetycznego.

Każde zmieniające się pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne, którego linie naprężenia są zamknięte i położone w płaszczyźnie prostopadłej do natężenia pola magnetycznego.

Wielkość natężenia E wirowego pola elektrycznego zależy od szybkości zmian pola magnetycznego . Kierunek wektora E powiązany jest z kierunkiem zmian pola magnetycznego H poprzez regułę lewej śruby: zaciśnij lewą rękę w pięść, kciuk skieruj w stronę zmiany pola magnetycznego, zgięte cztery palce wskażą kierunek linii natężenia wirowego pola elektrycznego.

Reprezentuje zbiór wzajemnie połączonych wirowych pól elektrycznych i magnetycznych pole elektromagnetyczne. Pole elektromagnetyczne nie pozostaje w miejscu powstania, lecz rozchodzi się w przestrzeni w postaci poprzecznej fali elektromagnetycznej.

Fala elektromagnetyczna– jest to propagacja w przestrzeni wirowych połączonych ze sobą pól elektrycznych i magnetycznych.

Warunek wystąpienia fali elektromagnetycznej– ruch ładunku z przyspieszeniem.

Równanie fali elektromagnetycznej:

- cykliczna częstotliwość oscylacji elektromagnetycznych

t – czas od początku oscylacji

l – odległość źródła fali od danego punktu w przestrzeni

- prędkość propagacji fali

Czas potrzebny fali na podróż od źródła do określonego punktu.

Wektory E i H w fali elektromagnetycznej są prostopadłe do siebie i do prędkości propagacji fali.

Źródło fal elektromagnetycznych– przewodniki, przez które przepływają szybko zmienne prądy (makroemitery), a także wzbudzone atomy i cząsteczki (mikroemitery). Im wyższa częstotliwość oscylacji, tym lepsze fale elektromagnetyczne są emitowane w przestrzeni.

Właściwości fal elektromagnetycznych:

Wszystkie fale elektromagnetyczne są poprzeczny

W ośrodku jednorodnym fale elektromagnetyczne rozchodzą się ze stałą prędkością, które zależy od właściwości środowiska:

- względna stała dielektryczna ośrodka

- stała dielektryczna próżni,
F/m, Cl2/nm2

- względna przenikalność magnetyczna ośrodka

- stała magnetyczna próżni,
WŁ. 2 ; Gn/m

Fale elektromagnetyczne odbite od przeszkód, pochłonięte, rozproszone, załamane, spolaryzowane, ugięte, zakłócone.

Wolumetryczna gęstość energii Pole elektromagnetyczne składa się z objętościowych gęstości energii pól elektrycznych i magnetycznych:

Gęstość strumienia energii fali - intensywność fali:

-Wektor Umova-Poyntinga.

Wszystkie fale elektromagnetyczne są ułożone w szereg częstotliwości lub długości fal (
). Ten rząd jest skala fal elektromagnetycznych.

Wibracje o niskiej częstotliwości. 0 – 10 4 Hz. Pozyskiwane z generatorów. Słabo promieniują

Fale radiowe. 10 4 – 10 13 Hz. Są emitowane przez przewodniki stałe, w których płynie szybko prąd przemienny.

Promieniowanie podczerwone– fale emitowane przez wszystkie ciała o temperaturze powyżej 0 K, w wyniku procesów wewnątrzatomowych i wewnątrzcząsteczkowych.

Widzialne światło– fale działające na oko, wywołujące wrażenia wzrokowe. 380-760 nm

Promieniowanie ultrafioletowe. 10 – 380 nm. Światło widzialne i promieniowanie UV powstają, gdy zmienia się ruch elektronów w zewnętrznych powłokach atomu.

Promieniowanie rentgenowskie. 80 – 10 -5 nm. Występuje, gdy zmienia się ruch elektronów w wewnętrznych powłokach atomu.

Promieniowanie gamma. Zachodzi podczas rozpadu jąder atomowych.

Co to jest magnes trwały? Magnes trwały to obiekt, który może utrzymać namagnesowanie przez długi czas. W wyniku wielokrotnych badań i licznych eksperymentów możemy stwierdzić, że magnesami trwałymi mogą być tylko trzy substancje na Ziemi (ryc. 1).

Ryż. 1. Magnesy trwałe. ()

Tylko te trzy substancje i ich stopy mogą być magnesami trwałymi, tylko one mogą być namagnesowane i utrzymywać ten stan przez długi czas.

Magnesy trwałe są stosowane od bardzo dawna, a przede wszystkim są urządzeniami służącymi do orientacji w przestrzeni – pierwszy kompas wynaleziono w Chinach, aby poruszać się po pustyni. Dziś nikt nie dyskutuje o igłach magnetycznych czy magnesach trwałych; są one stosowane wszędzie w telefonach i nadajnikach radiowych, a także po prostu w różnych produktach elektrycznych. Mogą być różne: są magnesy paskowe (ryc. 2)

Ryż. 2. Magnes paskowy ()

Istnieją magnesy zwane łukowymi lub podkowowymi (ryc. 3)

Ryż. 3. Magnes łukowy ()

Badanie magnesów trwałych dotyczy wyłącznie ich interakcji. Pole magnetyczne można wytworzyć za pomocą prądu elektrycznego i magnesu trwałego, dlatego pierwszą rzeczą, którą wykonano, były badania z igłami magnetycznymi. Jeśli zbliżymy magnes do strzałki, zobaczymy interakcję - jak bieguny będą się odpychać, a w przeciwieństwie do biegunów - przyciągać. Interakcję tę obserwuje się w przypadku wszystkich magnesów.

Umieśćmy małe strzałki magnetyczne wzdłuż magnesu paskowego (ryc. 4), biegun południowy będzie oddziaływać z północą, a północ przyciągnie południe. Igły magnetyczne będą rozmieszczone wzdłuż linii pola magnetycznego. Powszechnie przyjmuje się, że linie magnetyczne skierowane są na zewnątrz magnesu trwałego z bieguna północnego na południe, a wewnątrz magnesu z bieguna południowego na północ. Zatem linie magnetyczne są zamknięte dokładnie w taki sam sposób, jak linie prądu elektrycznego, są to koncentryczne okręgi, są zamknięte wewnątrz samego magnesu. Okazuje się, że na zewnątrz magnesu pole magnetyczne skierowane jest z północy na południe, a wewnątrz magnesu z południa na północ.

Ryż. 4. Linie pola magnetycznego magnesu paskowego ()

Aby obserwować kształt pola magnetycznego magnesu paskowego, kształt pola magnetycznego magnesu w kształcie łuku, użyjemy następujących urządzeń lub części. Weźmy przezroczystą płytkę, opiłki żelaza i przeprowadźmy eksperyment. Posypmy opiłkami żelaza płytkę znajdującą się na magnesie paskowym (ryc. 5):

Ryż. 5. Kształt pola magnetycznego magnesu paskowego ()

Widzimy, że linie pola magnetycznego opuszczają biegun północny i wchodzą do bieguna południowego, na podstawie gęstości linii możemy ocenić bieguny magnesu, a tam, gdzie linie są grubsze, znajdują się tam bieguny magnesu (ryc. 6).

Ryż. 6. Kształt pola magnetycznego magnesu w kształcie łuku ()

Podobny eksperyment przeprowadzimy z magnesem w kształcie łuku. Widzimy, że linie magnetyczne w całym magnesie zaczynają się na północy i kończą na biegunie południowym.

Wiemy już, że pole magnetyczne powstaje tylko wokół magnesów i prądów elektrycznych. Jak możemy określić pole magnetyczne Ziemi? Każda igła, każdy kompas w polu magnetycznym Ziemi jest ściśle zorientowany. Ponieważ igła magnetyczna jest ściśle zorientowana w przestrzeni, dlatego oddziałuje na nią pole magnetyczne, a jest to pole magnetyczne Ziemi. Możemy stwierdzić, że nasza Ziemia jest dużym magnesem (ryc. 7) i dlatego magnes ten wytwarza w przestrzeni dość silne pole magnetyczne. Kiedy patrzymy na igłę kompasu magnetycznego, wiemy, że czerwona strzałka wskazuje południe, a niebieska strzałka wskazuje północ. Jak rozmieszczone są bieguny magnetyczne Ziemi? W tym przypadku należy pamiętać, że południowy biegun magnetyczny znajduje się na północnym biegunie geograficznym Ziemi, a północny biegun magnetyczny Ziemi znajduje się na południowym biegunie geograficznym. Jeśli weźmiemy pod uwagę Ziemię jako ciało znajdujące się w przestrzeni, to możemy powiedzieć, że kierując się według kompasu na północ, dotrzemy do południowego bieguna magnetycznego, a gdy udamy się na południe, znajdziemy się na północnym biegunie magnetycznym. Na równiku igła kompasu będzie ustawiona prawie poziomo względem powierzchni Ziemi, a im bliżej biegunów, tym bardziej pionowa będzie igła. Pole magnetyczne Ziemi mogło się zmieniać; zdarzały się okresy, gdy bieguny zmieniały się względem siebie, to znaczy południe znajdowało się tam, gdzie była północ, i odwrotnie. Według naukowców był to zwiastun wielkich katastrof na Ziemi. Nie zaobserwowano tego przez ostatnie kilkadziesiąt tysiącleci.

Ryż. 7. Pole magnetyczne Ziemi ()

Bieguny magnetyczne i geograficzne nie pokrywają się. Wewnątrz samej Ziemi istnieje również pole magnetyczne, które podobnie jak w magnesie trwałym jest skierowane od południowego bieguna magnetycznego na północ.

Skąd bierze się pole magnetyczne w magnesach trwałych? Odpowiedzi na to pytanie udzielił francuski naukowiec Andre-Marie Ampère. Wyraził pogląd, że pole magnetyczne magnesów trwałych tłumaczy się elementarnymi, najprostszymi prądami płynącymi wewnątrz magnesów trwałych. Te najprostsze prądy elementarne wzmacniają się w określony sposób i tworzą pole magnetyczne. Ujemnie naładowana cząstka - elektron - porusza się wokół jądra atomu, ruch ten można uznać za skierowany, w związku z czym wokół takiego poruszającego się ładunku powstaje pole magnetyczne. Wewnątrz każdego ciała liczba atomów i elektronów jest po prostu ogromna, dlatego wszystkie te prądy elementarne mają uporządkowany kierunek i otrzymujemy dość znaczne pole magnetyczne. To samo możemy powiedzieć o Ziemi, to znaczy, że pole magnetyczne Ziemi jest bardzo podobne do pola magnetycznego magnesu trwałego. Magnes trwały jest dość jasną cechą każdego przejawu pola magnetycznego.

Oprócz istnienia burz magnetycznych występują również anomalie magnetyczne. Są one powiązane ze słonecznym polem magnetycznym. Kiedy na Słońcu zdarzają się wystarczająco potężne eksplozje lub wyrzuty, nie pojawiają się one bez pomocy manifestacji pola magnetycznego Słońca. Echo to dociera do Ziemi i oddziałuje na jej pole magnetyczne, w efekcie czego obserwujemy burze magnetyczne. Anomalie magnetyczne są związane ze złożami rud żelaza na Ziemi, ogromne złoża są namagnesowane przez pole magnetyczne Ziemi przez długi czas, a wszystkie ciała wokół doświadczą pola magnetycznego z powodu tej anomalii, strzałki kompasu wskażą zły kierunek.

Na następnej lekcji przyjrzymy się innym zjawiskom związanym z działaniami magnetycznymi.

Bibliografia

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizyka 8 / wyd. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryszkin A.V. Fizyka 8. - M.: Drop, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizyka 8. - M.: Oświecenie.

1. Class-fizika.narod.ru ().
2. Class-fizika.narod.ru ().
3. Files.school-collection.edu.ru ().

Praca domowa

1. Który koniec igły kompasu jest przyciągany do bieguna północnego Ziemi?
2. W którym miejscu na Ziemi nie można zaufać igle magnetycznej?
3. Co wskazuje gęstość linii na magnesie?